科普：拉伸试验机的型号、结构和技术解读

科普：拉伸试验机的型号、结构和技术解读

拉伸试验机是材料力学性能测试领域最为核心的设备之一，广泛应用于金属、非金属、复合材料等多种材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能检测。  

冠腾试验机被广泛应用于科研院所、高等院校、国家重点实验室、质检院、行业监测中心、航空航天、汽车制造、轨道交通、船舶制造、石油化工、钢铁冶金，以及地质矿业、核能、电力、土木建筑等工程质检科研领域，在中国一汽、中车长春轨道客车、吉林碳谷等行业头部企业中拥有大量应用案例。公司所生产的全部产品均为高技术产品，即中档和高档次的试验机。  

吉林冠腾拉伸试验机的核心技术体系围绕三个层面构建：高刚度主机结构、全数字智能测控系统以及双控制屏交互平台。  

一、主机结构技术  

吉林冠腾拉伸试验机的主机结构设计体现了对刚性与稳定性的追求。其电子万能试验机系列采用双空间结构、六柱双自润滑轴承导向高刚度主机，上空间进行拉伸试验，下空间进行压缩弯曲试验，无需像单空间机型那样频繁更换夹具，大幅提升了工作效率。自润滑轴承保证了良好的轴向线性运作，最大限度地减少了弯曲对测试精度的影响。单臂式高精度万能试验机则采用高钢度单臂式主机结构，强度高、变形小，经特殊工艺保证试验机同轴度，有效消除了不规则试样对传感器的影响。  

电液伺服系列（如LAW-2000型钢绞线拉伸试验机）采用大型框架式主机结构，主机尺寸达到1300×1100×4300mm，整机净重达9600kg，彰显了其在大吨位测试领域的结构优势。活塞中安装的球面调心支承能够自动调节上下夹头同轴度，使钢绞线断口合格率高达100%。  

二、传动与驱动系统  

在传动系统方面，吉林冠腾采用了由高性能伺服电机、减速系统及精密滚珠丝杠组成的三级传动链。万能试验机采用圆弧齿同步带传动，传动过程中双向无间隙，传动平稳、力矩稳定，同时配备过流、过压、过载等保护装置。试验速度范围宽泛，例如WDW-200型电子万能试验机的速度范围可达0.001～250mm/min，部分型号可达500mm/min，支持满速满载运行。  

三、测控系统——全数字化的智能大脑  

吉林冠腾拉伸试验机最核心的技术优势在于其自主研发的全数字测量控制系统。该公司是国内少数能够自主研发、制造全数字测量控制器和试验软件的试验机企业之一。其测控系统采用荷兰ARM芯片网口通讯，采样频率高达10000Hz（电液伺服控制器），PC机无需额外板卡，通讯速度快、寿命长。电子万能试验机的采样频率可达1000Hz，测控准确稳定。  

CT-3000系列旗舰机型采用自主研发的多闭环伺服控制系统，力值精度达±0.5%FS，位移分辨率提升至0.001mm。电液伺服试验机的油源采用智能数字油源技术，采用伺服电机加载，废除了原有的伺服阀的压差油源，具有节约电能80%以上、寿命比普通压差伺服油源高5倍以上、控制平稳的特点。  
 

四、双控制系统与软件平台  

吉林冠腾的独特创新在于配备了双控制系统：除计算机软件控制外，还配备了一块7寸液晶彩色触摸控制屏。该触摸屏主界面包含调整空间功能区、试验功能区、设置功能区等不少于23个功能模块，支持可视化的PID调节，PID参数一目了然。即使计算机或测控系统出现异常，用户仍可通过触摸控制屏独立完成试验，保障了试验的连续性。  

吉林冠腾拉伸试验机产品线主要分为WDW系列微机控制电子万能试验机和LAW系列微机控制电液伺服钢绞线拉伸试验机两大主线，覆盖从小力值材料测试到超大吨位预应力工程的完整应用场景。  

一、WDW系列电子万能试验机  

WDW-20型电子试验机主要用于金属和非金属材料的拉伸、压缩、弯曲试验等力学性能测试和分析研究。其最大试验力为20kN，准确度等级0.5级，试验力测量范围0.4%～99%FS，试验力分辨力达试验力的1/500000，全程不分档且分辨率不变。变形测量范围0.2%～99%FS，变形分辨力为变形的1/500000。试验速度范围0.001～500mm/min（支持满速满载），位移示值误差±0.5%，有效试验宽度≥420mm，横梁行程≥1100mm，主机重量≥350kg，电源为220V、50Hz、750W。该机型采用台座式六柱双自润滑轴承导向高刚度主机，下空间做拉伸试验，操作空间符合人体工程学，可减少劳动强度。  

WDW-100型微机控制电子万能试验机最大试验力100kN，准确度等级0.5级，试验力测量范围0.4%～100%FS，试验力示值误差为示值的±0.5%，试验力分辨率最大试验力的1/500000。变形测量范围0.2%～100%FS，变形示值误差±0.5%，变形分辨率最大变形的1/500000。试验速度0.001～500mm/min（支持满速满载），有效试验宽度≥600mm，横梁最大行程≥1200mm，主机重量≥1550kg，电源220V、50Hz、2kW。该机型采用双空间结构、六柱双自润滑轴承导向高刚度主机，上空间做拉伸试验，下空间做压缩弯曲试验，无需频繁更换夹具。  

两款WDW系列机型均配备了冠腾自主研发的全数字测量控制器，采用网口通讯，采样频率1000Hz，PC机无需额外板卡，测控准确稳定，寿命长。同时都具备预载保护功能，避免了高速开车导致传感器过冲损坏，有效保护力传感器及操作人员。  

二、LAW系列电液伺服钢绞线拉伸试验机  

LAW系列是冠腾的核心产品之一，专为预应力混凝土用钢绞线、高强度钢丝等大型材料设计，以“电液伺服控制技术”为核心，在路桥建设、高层建筑、预应力工程等领域拥有广泛的应用基础。LAW-600、LAW-1000、LAW-2000三款型号分别对应600kN、1000kN、2000kN三个不同最大试验力等级，形成了从入门级大力值到旗舰级超大力值的完整产品矩阵。  

LAW-600型最大试验力600kN，有效测量范围3～600kN，试验力示值相对误差控制在±0.5%以内，分辨力高达1/500000FS。位移量程0.01～250mm，位移分辨力0.001mm；变形测量范围0.2%～100%FS，变形分辨力同样达到1/500000FS，可精准测量试样在拉伸过程中的微小伸长量，满足弹性模量、规定非比例延伸强度等关键参数的测量需求。试验速度可在0～120mm/min范围内无级调节，兼顾快速空载和慢速加载的不同工况需求。主机尺寸900×700×3200mm，伺服油源860×1000×1200mm，整机净重3600kg，拉伸钳口最大距离1100mm，可容纳φ8~。  

三、高精度拉力试验机  

吉林冠腾的高精度拉力试验机主要用于金属薄片和非金属材料的拉伸试验等力学性能测试和分析研究，还可配备大变形引伸计测量非金属的变形，若配备相应夹具还可完成压缩、弯曲试验。该机型采用四柱双自润滑轴承导向高刚度主机，自润滑轴承保证了良好的轴向线性运作，高刚度主机提高了重复测量误差。具备预载保护功能，避免了高速开车导致传感器过冲损坏。主机、附件、测控、软件均为冠腾公司独立研发、生产制造，性能稳定可靠，数据准确，售后有保证，还可按用户要求定制加长试验空间、加宽空间机型。  

以上各型号均采用试验软件与触摸控制屏双控双显，实时显示试验数据，试验软件自动绘制试验力-位移曲线、试验力-时间、试验力-变形、应力-应变等曲线，测试结束后自动存档，自动求算最大力、上下屈服强度、非比例延伸强度、抗拉强度、抗压强度、弯曲强度、弹性模量、延伸率等性能参数，测试结果按照试验标准以EXCEL格式输出。  

一、安装条件与准备  

吉林冠腾拉伸试验机在安装前需要做好以下准备工作：  

安装环境要求：设备应放置于温度10～35℃、湿度≤80%RH、无振动、无腐蚀性气体的实验室环境中。试验机基础应有足够的强度，建议按设备厂商提供的安装基础图进行混凝土基础施工，对于大吨位机型（如LAW-2000型整机净重9600kg）必须单独制作专用基础。  

电源要求：根据设备型号的不同，WDW-100型需要220V、50Hz、2kW电源，WDW-20型需要220V、50Hz、750W电源。安装时应确保电源电压稳定，建议配备稳压电源，同时做好接地保护。  

设备就位与水平调整：试验机就位后，使用精度不低于0.02/1000mm的水平仪，在机身上横梁、工作台面等关键位置测量水平度，通过主机底座地脚螺栓调整设备水平，确保整机垂直度满足要求。  

二、安装步骤  

步骤一：设备开箱后首先核对装箱清单，检查各部件是否齐全，外观有无损坏。  

步骤二：按照说明书要求将主机、测控系统、电气控制柜分别就位，连接主机与测控柜之间的动力电缆、信号电缆。  

步骤三：安装并连接计算机系统与触摸控制屏，安装冠腾公司提供的专用测控软件及驱动程序。  

步骤四：连接液压系统（针对电液伺服系列机型），按照管路标识正确连接油路，检查接头是否拧紧，加注合格液压油。  

步骤五：进行通电前的全面检查，确认所有连接无误后方可通电。通电后检查各指示灯状态是否正常。  

步骤六：按照厂商提供的校准流程进行力值、位移、变形等参数的初始标定，确认各项技术指标达到要求。  

三、操作使用指南  

（一）开机前的准备工作  

确保所有的接线正确，设备至少预热15分钟，以保证传感器的稳定性。  

根据试验合理设定上下限位块的位置，防止超行程运行，对夹具和试样造成损害。  

测量试样形状和尺寸，更换与试样对应的钳口，安装对应的引伸计并进行校准。  

对于液压机型，先检查各数据线、电源线是否连接正常，然后按控制柜“电源”按钮，指示灯点亮，此时油泵电机开启。应对泵站系统油路进行预热，大约1分钟后开始使用即可。  

（二）拉伸试验操作流程  

第一步：系统启动。接好电源线，开启电源开关，按顺序按下计算机开关和放大器电源开关，使电脑进入操作系统。电脑和放大器开机预热时间不少于半小时。需要注意的是：必须先开启计算机电源开关后，再开启放大器电源开关，以免损坏AD卡。打开试验机测控系统软件，并联机。  

第二步：参数设置。进入试验窗口，选择试验方法，设定试验参数。在软件中设置拉伸方案，输入拉伸速率等参数；设置拉伸试样，输入试样名称及尺寸。  

第三步：试样安装。根据试样的直径或尺寸装入相对应的钳口，液压机钳口一套分为4块，上下各两块，钳口与钳口夹板之间应加注少量二硫化钼润滑脂。夹持试样时应将试样的一端先夹持于试验机的上钳口中，然后点击手控盒夹紧按钮，选择合适的速度，点击横梁上升按钮使中横梁上升而夹持于下钳口中。夹持试样应在钳口中的三分之二即可。  

第四步：引伸计安装。安装引伸计，拔出引伸计芯，确保引伸计与试样接触良好。  

第五步：清零与开始试验。对力值、位移、时间等进行清零操作，然后点击试验按钮，显示屏曲线开始绘制，试验开始。  

第六步：过程监控。随着试验力的增加，测试曲线也会随力值呈上升趋势，直至金属材料屈服后曲线开始下滑，此时表明试样快要断裂，注意观察直至试验结束。  

第七步：试验结束与数据保存。测试结束后，实验报告会自动弹出，选择所需要的测试结果进行打印保存。按照顺序取下引伸计、试样，记录实验数据。  

（三）关机顺序  

按照程序要求关闭机器，严禁直接切断电源。正确顺序为：先关闭试验软件，然后关闭计算机和放大器电源，最后关闭总电源开关。  

四、操作安全注意事项  

当按快速上升键或快速下降键时，不要将手放在移动横梁与固定的试样、夹具或试验装置之间，以免受伤。严禁超负荷、超速度规定使用机台。严禁硬物碰撞升降丝杠，按时上润滑油。电子试验机和微机连机时必须按程序要求操作，严禁违章操作导致程序紊乱。更换试验夹具时注意配合，防止砸伤。  

一、日常保养（每日/每次使用后）  

清洁机身与夹具：使用干净软布擦拭主机、传感器、夹具表面，清除灰尘、油污或试样碎屑。避免使用腐蚀性溶剂（如丙酮、强酸碱），可用中性清洁剂。  

检查夹具与连接件：确认夹具无松动、磨损或裂纹。检查螺纹、销钉是否完好，必要时紧固或更换。试验机的夹具必须涂有防锈油，经常检查钳口的螺丝是否有松动，及时拧紧松动的螺丝。  

观察运行状态：启动空载运行，听是否有异常噪音（如电机异响、丝杠卡顿），检查横梁移动是否平稳、无抖动。  

关机与断电：测试结束后将横梁归位至安全位置，关闭软件和主机电源。  

检查电气连接：经常检查控制器后面的连接线是否接触良好，但注意，必须关闭控制器的电源才能拔插连接线的接口，接口是对应好的，否则会对试验机造成损坏。  

二、定期保养（按周/月/季度/年）  

每周：清洁导轨与丝杠，用无绒布擦拭滚珠丝杠和直线导轨，检查润滑情况。  

每月：润滑传动部件，在丝杠、导轨等运动部位加注专用润滑脂（如锂基脂）。机主体底座上面的压盖上设有注油孔，通过该孔注油来润滑螺母。下钳口座升降用丝杠的螺纹，根据使用情况也应该经常润滑，以免磨损妨碍转动。  

每季度：检查传感器与接线，确认力传感器、引伸计连接牢固，无松动或氧化。一级保养一般定为三个月进行一次，保养后应达到外观清洁、呈现本色、油路畅通、油窗明亮、润滑良好、试验台磨损减少、试验台缺陷排除、事故隐患消灭、试验台操作灵活、运转正常、保持完好状态。  

每半年：由计量部门或厂家对力值、位移、变形进行校准（依据JJG139、ISO7500-1等标准）。  

每年：全面检查电气系统，检查电机、驱动器、控制板工作状态，清理内部灰尘。减速箱、油缓冲器用高速润滑机油，每隔一年更换一次，更换时要清洗干净，手轮升降丝杠用普通机油。  

三、电液伺服系列特殊维护  

对于电液伺服系列试验机，需特别注意液压系统的维护：  

定期更换油路滤芯，清理变质油，防止污物进入伺服阀，有效防止故障发生，延长伺服阀的运行时间。  

定期更换液压油，加强液压油的管理。液压油在长期工作中会氧化焦化，液压系统中的泵、阀、油缸等的磨损会产生一些金属屑，它们会降低液压油的品质，造成故障。  

定期检查密封圈，检查主机和油源处是否有漏油的地方，如发现有漏油，应及时更换密封圈或组合垫。  

定期更换滤芯，根据机器的使用情况及油的使用期限，定期更换吸油过滤器和滤芯。  

四、常见故障及排除方法  

故障一：主机电源不亮，不能上下移动  

解决方法：检查接入试验机的电源线路是否连接正常；检查急停开关是否处于拧起状态；检查电源电压是否正常；检查机器插座上的保险是否烧断，取出备用保险丝安装即可。  

故障二：加载卡顿/异响  

原因分析：导轨/丝杠润滑不足导致摩擦阻力增大（尤其金属材质部件长期未保养）；试样夹持偏心，加载时产生侧向力；传动齿轮磨损或啮合不良。解决方法：拆卸导轨盖，涂抹高温润滑脂（如二硫化钼），手动推动横梁确认顺滑度；校准夹具同轴度，使用对中装置确保试样垂直受力。  

故障三：试样断口总是在两边断  

原因分析：试验机主体部分安装不垂直；钳口装夹时没放正；钳口质量太差、齿损坏。解决方法：按要求使钳口对称夹好试样；检查安装垂直度；更换损坏的钳口。  

故障四：力值波动大/不归零  

原因分析：力传感器受潮或接线松动导致信号干扰（常见于环境湿度＞80%RH）；放大器电路板元件老化；试样夹持不紧，加载时打滑导致力值跳变。解决方法：用万用表检测传感器线缆电阻，重新焊接接线端子；更换放大器模块，校准零点；检查夹具钳口磨损情况，更换锯齿状钳口或增加防滑衬垫。  

故障五：力值超差/误差大  

原因分析：传感器校准周期过长（超过1年），线性度偏离国家标准；加载速度与设定值不符，导致动态力值偏差。解决方法：送计量机构校准传感器，获取校准证书并在设备中输入修正系数；用转速表实测电机转速，调整变频器参数，确保速度精度≤±0.5%。  

故障六：引伸计数据异常  

原因分析：引伸计刀刃磨损或污染，夹持试样时接触不良；引伸计信号线屏蔽层破损，受电磁干扰；变形测量范围设置错误。解决方法：用细砂纸打磨刀刃表面，测试前用酒精擦拭试样夹持区域；更换带屏蔽层的信号线，远离强电磁源布线。  

故障七：软件联机后提示超载  

解决方法：检查计算机与试验机的通讯线是否脱落；检查联机选择传感器是否正确；检查传感器是否被撞过；检查是否手动更改过校准值或标定值。  

故障八：摆锤快速回落造成冲击  

解决方法：主要是缓冲器失灵，除按常规调整外，还应考虑用油是否太稀、太脏等。  

五、长期停用注意事项  

长期不通电时，请关闭设备主电源。如超过6个月仍不启用，应开箱清洗，重新封涂。超过1年不用的设备，建议重新启用前由专业人员进行全面检查和校准。  

吉林冠腾拉伸试验机以其高刚度主机结构、全数字智能测控系统和完备的双控制交互平台为核心技术优势，WDW系列与LAW系列产品覆盖了从常规材料检测到超大力值预应力工程的全场景应用需求。标准化的安装流程、精细化的操作规范和制度化的维护保养体系，是确保设备长期稳定运行、数据准确可靠的根本保障。用户在使用过程中应严格遵循厂商指导，建立完善的设备档案，定期进行校准和保养，方能充分发挥设备性能，延长使用寿命。